功和功率·典型例题精析
功、功率与动能定理(解析版)
构建知识网络：考情分析：功和功率、动能和动能定理、机械能守恒定律、能量守恒定律是力学的重点，也是高考考查的重点，常以选择题、计算题的形式出现，考查常与生产生活实际联系紧密，题目的综合性较强。
复习中要特别注意功和功率的计算，动能定理、机械能守恒定律的应用以及与平抛运动、圆周运动知识的综合应用重点知识梳理： 一、功1.做功的两个要素(1)作用在物体上的力. (2)物体在力的方向上发生的位移. 2.功的物理意义 功是能量转化的量度. 3.公式 W ＝Fl cos_α(1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移. (2)该公式只适用于恒力做功. 4.功的正负(1)当0≤α<π2时，W >0，力对物体做正功.(2)当π2<α≤π时，W <0，力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功.(3)当α＝π2时，W ＝0，力对物体不做功.通晓两类力做功特点(1)重力、弹簧弹力和电场力都属于“保守力”，做功均与路径无关，仅由作用对象的初、末位置(即位移)决定。
(2)摩擦力属于“耗散力”，做功与路径有关。
二、功率1.物理意义：描述力对物体做功的快慢.2.公式：(1)P ＝Wt ，P 为时间t 内的物体做功的快慢.(2)P ＝Fv①v 为平均速度，则P 为平均功率. ②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率. 3.对公式P ＝Fv 的几点认识：(1)公式P ＝Fv 适用于力F 的方向与速度v 的方向在一条直线上的情况. (2)功率是标量，只有大小，没有方向；只有正值，没有负值.(3)当力F 和速度v 不在同一直线上时，可以将力F 分解或者将速度v 分解. 4.额定功率：机械正常工作时的最大功率.5.实际功率：机械实际工作时的功率，要求不能大于额定功率. 三、动能1.定义：物体由于运动而具有的能.2.公式：E k ＝12mv 2.3.物理意义：动能是状态量，是标量(选填“矢量”或“标量”)，只有正值，动能与速度方向无关.4.单位：焦耳，1J ＝1N·m ＝1kg·m 2/s 2.5.动能的相对性：由于速度具有相对性，所以动能也具有相对性.6.动能的变化：物体末动能与初动能之差，即ΔE k ＝12mv 22－12mv 12.四、动能定理1.内容：在一个过程中合外力对物体所做的功，等于物体在这个过程中动能的变化.2.表达式：(1)W ＝ΔE k . (2)W ＝E k2－E k1. (3)W ＝12mv 22－12mv 12.3.物理意义：合外力做的功是物体动能变化的量度.4.适用条件(1)动能定理既适用于直线运动，也适用于曲线运动. (2)动能定理既适用于恒力做功，也适用于变力做功.(3)力可以是各种性质的力，既可以同时作用，也可以不同时作用. 【名师提醒】一对平衡力做功绝对值肯定相等；一对相互作用力做功的绝对值不一定相等，可以同为正或同为负，也可以一个做功一个不做功，可以一正一负绝对值不一定相等---因为相互作用力作用在不同的物体上，不同的物体位移不一定相等。
专题27 功和功率（解析版）
专题27功和功率1.功的正负的判断方法2.计算功的方法3.几种力做功比较(1)重力、弹簧弹力、电场力、分子力做功与位移有关,与路径无关。
(2)滑动摩擦力、空气阻力、安培力做功与路径有关。
(3)摩擦力做功有以下特点:①单个摩擦力(包括静摩擦力和滑动摩擦力)可以做正功,也可以做负功,还可以不做功。
②相互作用的一对静摩擦力做功的代数和总等于零;相互作用的一对滑动摩擦力做功的代数和不为零,且总为负值。
③相互作用的一对滑动摩擦力做功过程中会发生物体间机械能转移和机械能转化为内能,内能Q=F f x相对。
4.求变力做功的方法方法以例说法应用动能定理用力F把小球从A处缓慢拉到B处,F做功为W F,则有W F-mgl(1-cos θ)=0,得W F=mgl(1-cos θ)微元法质量为m的木块在水平面内做圆周运动,运动一周克服摩擦力做功W f=F f·Δx1+F f·Δx2+F f·Δx3…=F f(Δx1+Δx2+Δx3…)=F f·2πR功率法汽车以恒定功率P在水平路面上运动t时间的过程中,牵引力做功W F=Pt等效 转换法恒力F 把物块从A 拉到B,绳子对物块做功W=F ·(hsin α-hsin β)平均 力法弹簧由伸长x 1被继续拉至伸长x 2的过程中(在弹性限度内),克服弹力做功W=F (x 2-x 1)图象法一水平拉力F 0拉着一物体在水平面上运动的位移为x 0,图线与横轴所围面积表示拉力所做的功,即W=F 0x 0【典例1】[恒力做功]如图所示，质量为m 的物体置于倾角为θ的斜面体上，物体与斜面体间的动摩擦因数为μ，在外力作用下，斜面体沿水平方向向左做匀速运动，水平位移为L ，运动中物体与斜面体相对静止｡则关于斜面对物体的摩擦力和支持力的做功情况，下列说法中正确的是( )A. 摩擦力做的功为−mgLsinθB. 摩擦力做的功为−μmgLcosθC. 支持力做的功为mgLcosθD. 支持力做的功为mgLsinθcosθ【答案】D【解析】AB.对物体进行受力分析如图：根据受力分析可得摩擦力f =mgsinθ，由功的计算公式W =FScosθ，得摩擦力做的功W =−mgLsinθcosθ，故AB 错误；CD.斜面对物体的支持力F N =mgcosθ，得支持力做的功W =mgLsinθcosθ，故C 错误，D 正确。
高中物理 必修2【功和功率】典型题(带解析)
高中物理 必修2 【功和功率】典型题1.如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力( )A ．一直不做功B ．一直做正功C ．始终指向大圆环圆心D ．始终背离大圆环圆心解析：选A ．由于大圆环是光滑的，因此小环下滑的过程中，大圆环对小环的作用力方向始终与速度方向垂直，因此作用力不做功，A 项正确，B 项错误；小环刚下滑时，大圆环对小环的作用力背离大圆环的圆心，滑到大圆环圆心以下的位置时，大圆环对小环的作用力指向大圆环的圆心，C 、D 项错误．2．我国自主研制的绞吸挖泥船“天鲲号”达到世界先进水平．若某段工作时间内，“天鲲号”的泥泵输出功率恒为1×104 kW ，排泥量为1.4 m 3/s ，排泥管的横截面积为0.7 m 2.则泥泵对排泥管内泥浆的推力为( )A ．5×106 NB ．2×107 NC ．2×109 ND ．5×109 N解析：选A ．由排泥量和排泥管横截面积可求排泥速度v ＝1.4 m 3/s0.7 m 2＝2 m/s.由P ＝F v可求，F ＝P v ＝1×107 W2 m/s＝5×106 N.3．(多选)某汽车在平直公路上以功率P 、速度v 0匀速行驶时，牵引力为F 0.在t 1时刻，司机减小油门，使汽车的功率减为P2，此后保持该功率继续行驶，t 2时刻，汽车又恢复到匀速运动状态．有关汽车牵引力F 、速度v 的说法，其中正确的是( )A ．t 2后的牵引力仍为F 0B ．t 2后的牵引力小于F 0C ．t 2后的速度仍为v 0D ．t 2后的速度小于v 0解析：选AD ．由P ＝F 0v 0可知，当汽车的功率突然减小为P2时，瞬时速度还没来得及变化，则牵引力突然变为F 02，汽车将做减速运动，随着速度的减小，牵引力逐渐增大，汽车做加速度逐渐减小的减速运动，当速度减小到使牵引力又等于阻力时，汽车再做匀速运动，由P2＝F0·v2可知，此时v2＝v02，故A、D正确．4．在光滑的水平面上，用一水平拉力F使物体从静止开始移动x，平均功率为P，如果将水平拉力增加为4F，使同一物体从静止开始移动x，平均功率为() A．2P B．4PC．6P D．8P解析：选D．设第一次运动时间为t，则其平均功率表达式为P＝Fxt；第二次加速度为第一次的4倍，由x＝12at2可知时间为t2，其平均功率为P′＝4Fx t2＝8Fxt＝8P，选项D正确．5．质量为2 kg的物体做直线运动，沿此直线作用于物体的外力与位移的关系如图所示，若物体的初速度为3 m/s，则其末速度为()A．5 m/s B．23 m/sC． 5 m/s D．35 m/s解析：选B．Fx图象与x轴围成的面积表示外力所做的功，由题图可知：W＝(2×2＋4×4－3×2) J＝14 J，根据动能定理得：W＝12m v2－12m v20，解得：v＝23 m/s，故B正确．6．我国自行研制、具有完全自主知识产权的新一代大型喷气式客机C919首飞成功后，拉开了全面试验试飞的新征程．假设飞机在水平跑道上的滑跑是初速度为零的匀加速直线运动，当位移x＝1.6×103m时才能达到起飞所要求的速度v＝80 m/s.已知飞机质量m＝7.0×104 kg，滑跑时受到的阻力为自身重力的0.1倍，重力加速度取g＝10 m/s2.求飞机滑跑过程中，(1)加速度a的大小；(2)牵引力的平均功率P.解析：(1)飞机做初速度为零的匀加速直线运动，有 v 2＝2ax ①代入数据解得a ＝2 m/s 2.② (2)飞机受到的阻力F 阻＝0.1mg ③设发动机的牵引力为F ，根据牛顿第二定律有 F －F 阻＝ma ④飞机滑跑过程中的平均速度v －＝v2⑤所以牵引力的平均功率P ＝F v －⑥ 联立②③④⑤⑥式得P ＝8.4×106 W ．⑦ 答案：(1)2 m/s 2 (2)8.4×106 W7．用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对钉子的阻力与钉进木板的深度成正比．已知铁锤第一次将钉子钉进d ，如果铁锤第二次敲钉子时对钉子做的功与第一次相同，那么，第二次钉子进入木板的深度为( )A ．(3－1)dB ．(2－1)dC ．(5－1)d 2D ．22d 解析：选B ．铁锤每次敲钉子时对钉子做的功等于钉子克服阻力做的功．由于阻力与深度成正比，可用阻力的平均值求功，据题意可得W ＝F －1d ＝kd 2d ①，W ＝F －2d ′＝kd ＋k (d ＋d ′)2d ′ ②，联立①②式解得d ′＝(2－1)d .故选B ．8．如图甲所示，质量为4 kg 的物体在水平推力作用下开始运动，推力大小F 随位移大小x 变化的情况如图乙所示，物体与地面间的动摩擦因数为μ＝0.5，g 取10 m/s 2.则( )A ．物体先做加速运动，推力撤去后才开始做减速运动B ．运动过程中推力做的功为200 JC ．物体在运动过程中的加速度先变小后不变D ．因推力是变力，无法确定推力做功的大小解析：选B．滑动摩擦力F f＝μmg＝20 N，物体先加速，当推力减小到20 N时，加速度减小为零，之后推力逐渐减小，物体做加速度增大的减速运动，当推力减小为零后做匀减速运动，选项A、C错误；F-x图象与横轴所围图形的面积表示推力做的功，W＝12×100 N ×4 m＝200 J，选项B正确，D错误．9．如图甲所示，滑轮质量、摩擦均不计，质量为2 kg的物体在拉力F作用下由静止开始向上做匀加速运动，其速度随时间的变化关系如图乙所示，由此可知()A．物体加速度大小为2 m/s2B．F的大小为21 NC．4 s末F的功率为42 WD．4 s内F的平均功率为42 W解析：选C．由题图乙可知，vt图象的斜率表示物体加速度的大小，即a＝0.5 m/s2，由2F－mg＝ma可得：F＝10.5 N，A、B均错误；4 s末F的作用点的速度大小为v F＝2v 物＝4 m/s，故4 s末F的功率为P＝F v F＝42 W，C正确；4 s内物体上升的高度h＝4 m，力F的作用点的位移l＝2h＝8 m，拉力F所做的功W＝Fl＝84 J，故平均功率P－＝Wt＝21 W，D错误．10．如图所示，传送带AB的倾角为θ，且传送带足够长．现有质量为m可视为质点的物体以v0的初速度从传送带上某点开始向上运动，物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，传送带的速度为v(v0<v)，方向未知，重力加速度为g.物体在传送带上运动过程中，摩擦力对物体做功的最大瞬时功率是()A．μmg v2＋v20cos θB．μmg v0cos θC．μmg v cos θD．12μmg(v＋v0)cos θ解析：选C．由物体与传送带之间的动摩擦因数μ>tan θ，则有μmg cos θ>mg sin θ，传送带的速度为v (v 0<v )，若v 0与v 同向，物体先做匀加速运动，最后物体加速到与传送带速度相同时，物体速度最大，此时摩擦力的瞬时功率最大，为μmg v cos θ.若v 0与v 反向，物体先向上做匀减速运动，后向下匀加速运动到与传送带速度相同时物体速度最大，此时摩擦力的瞬时功率最大，为μmg v cos θ，故选C ．11．放在粗糙水平地面上的物体受到水平拉力的作用，在0～6 s 内其速度与时间的关系图象和拉力的功率与时间的关系图象如图所示．下列说法正确的是( )A ．物体的质量为109 kgB ．滑动摩擦力的大小为5 NC ．0～6 s 内物体的位移大小为24 mD ．0～2 s 内拉力做的功为20 J解析：选A ．当P ＝30 W 时，v ＝6 m/s ，得到牵引力F ＝Pv ＝5 N ；0～2 s 内物体的加速度a ＝Δv Δt ＝3 m/s 2，根据F －f ＝ma ，可得m ＝109 kg ，A 正确．在2～6 s 内，v ＝6 m/s ，P ′＝10 W ，物体做匀速直线运动，F ′＝f ，则滑动摩擦力为f ＝F ′＝P ′v ＝106 N ＝53 N ，B 错误；0～6 s 内物体的位移大小等于v -t 图象中图象与t 轴所包围的面积，x ＝30 m ，C 错误，在0～2 s 内物体位移为x 1＝6 m ，则拉力做的功为W 1＝Fx 1＝30 J ，D 错误．12．某汽车集团公司研制了一辆燃油与电动混合动力赛车，燃油发动机单独工作时的额定功率为P ，蓄电池供电的电力发动机单独工作时的额定功率为3P4，已知赛车运动过程中受到的阻力恒定．(1)若燃油发动机单独工作时的最大速度为120 km/h ，则两台发动机同时工作时的最大速度为多少？(2)若赛车先单独启动电力发动机从静止开始做匀加速直线运动，经过t 1时间达到额定功率，然后以燃油发动机的额定功率单独启动继续加速，又经过t 2时间达到最大速度v 0，赛车总质量为m ，求赛车的整个加速距离．解析：(1)燃油发动机单独工作，P ＝F 1v 1＝f v 1两台发动机同时工作，P ＋3P4＝F 2v 2＝f v 2最大速度v 2＝7v 14＝210 km/h.(2)燃油发动机的额定功率为P ，最大速度为v 0， 阻力f ＝Pv 0匀加速过程功率随时间均匀增加，发动机的平均功率为3P8，设总路程为s ，由动能定理有3P 8t 1＋Pt 2－fs ＝12m v 20解得s ＝P (3t 1＋8t 2)v 0－4m v 308P.答案：(1)210 km/h (2)P (3t 1＋8t 2)v 0－4m v 308P。
(中考物理必刷题)专题22 功与功率(解析版)
A．8.64×109J 8×109J
4.8×104N 8.64×104N 4.8×104N 8.64×104N
解：（1）火车行驶 100km 的时间 t＝ ＝
＝1.8×103s，
火车所做的功 W＝Pt＝4800×103W×1.8×103s＝8.64×109J，
＜PBC。 答案：D。 9．（2021•自贡模拟）两次水平拉动同一物体在同一水平面上做匀速直线运动，两次物体运 动的路程随时间变化的关系图像如图所示。根据图像，下列判断正确的是（ ）
A．两次物体运动的速度：v1＜v2 B．0～6s 两次拉力对物体所做的功：W1＝W2 C．两次物体所受的拉力：F1＞F2 D．0～6s 两次拉力对物体做功的功率：P1＞P2 解： A．由图像可知，在相同时间内，物体第①次通过的路程大于第②次通过的路程，由 v＝
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A．AB 段做的功较多 B．CD 段做的功较多 C．AB 段与 CD 段做的功一样多 D．AB 段的功率比 CD 段的功率大 解： 由题知，沿光滑的斜面和粗糙的水平面拉木箱拉力相等，且木箱移动距离 sAB＝sCD， 由 W＝Fs 可知，拉力所做的功相同，故 C 正确，AB 错误； 由于本题没有给出两种情况下的运动时间，故无法比较功率的大小，故 D 错误。 答案：C。 7．（2021•烟台模拟）如图是使用汽车打捞水下重物示意图，在重物从水底拉到井门的过程 中，汽车以恒定速度向右运动，忽略水的阻力和滑轮的摩擦，四位同学画出了汽车功率 （P）随时间（t）变化的图象（如图），其中正确的是（ ）
（3）功率大小比较：
①在相同时间内，比较做功多少，做功越多的物体，功率越大；
②在做功相同的情况下，比较所用时间长短，所用时间越短的物体，功率越大；
24道中考物理电功电功率典型例题解析
典型例题解析例1 一盏灯标有“36V 40W ”字样，将这盏灯接到某电路中，通过它的电流是1A ，此时，这盏灯的电功率是________W ．精析 考查额定电压，额定功率的概念．已知：灯的额定电压U E ＝36，额定功率P E ＝40W ，实际电流I L ＝1A ． 求：P L （实际电功率）解 先判定灯是否正常发光 灯正常发光时：I E ＝E E U P ＝V36W 40≈1.1A 因为灯的实际电流I L ＜I E ，所以灯不能正常发光，且P L 应＜P E ．先求出灯的电阻R ＝EE P U 2＝0W 4)V 36(2＝32.4ΩR 不变灯的实际功率：P L ＝I L 2R ＝（1A ）2×32.4Ω＝32.4W答案 灯的功率为32.4W思考 有的同学求实际功率，采用下面做法： P L ＝UI L ＝36V ×1V ＝36W 你能看出其中的问题吗？例2 某导体接到6V 电压下，它消耗的功率是6W ；将改接到3V 的电压下，这个导体的功率是________W ． 已知 U E ＝6V P E ＝6W 实际U L ＝3V 求：实际P L分析 一个导体，在额定电压下，电阻为R ，同样一个导体，电压改变，电阻仍为R ． 同样一个导体，电压改变，电阻仍为R ． ∴ 电功率的习题，往往从求解电阻入手．解法1 导体电阻R ＝EE P U 2＝W 6)V 6(2＝6Ω．电压变了，导体消耗的功率改变R L ＝R U L 2＝Ω6)V 3(2＝1.5W解法2 导体电阻不变根据：R ＝PU 2E E P U 2＝LLP U 2⇒E L P P ＝22E L U UP L ＝22EL U U ·P E ＝（V6V 3）2×6W ＝1.5W 小结 从解法2看出，电阻一定时，电压是原来的“n ”倍，功率是原来的“n 2”倍．因为P ＝UI ，U 是原来的“n ”倍，I 也是原来的“n ”倍，所以P 是原来的“n 2”倍．答案 功率是1.5W例3 （天津市中考试题）电能表是测量________的仪表．1 kWh 的电能可供标有“220V 40W ”的灯泡正常工作________h ．精析 电能表是日常生活中常用的仪表．考查能否灵活利用W ＝Pt 进行计算． 正确选择合适的单位，可以简化计算．解 电能表是测量电功的仪表．题目给出：W ＝1kWh P ＝40W ＝0.04kW 时间：t ＝P W ＝kW04.0kWh 1＝25h 如果选用国际单位，则计算要麻烦得多． 答案 电功，25例4 （哈尔滨市中考试题）一个“12V 6W ”的小灯泡，如果接在36V 电源上，为使其正常发光，需串联一个________Ω的电阻，该电阻消耗的功率是________W ．精析 在串联电路中，利用电流、电压等特点，计算电阻和电功率． 已知：额定P E ＝6W ，U E ＝12V ，总电压U ＝36V 求：R ，P R解 灯的额定电压是12V ，直接将其接在36V 的电源上，灯将烧毁：这时应将一个电阻和灯串联；—使灯正常发光．画出灯与R 串联的电路草图2—3—1．并标出已知量和未知量．图2—3—1只要求出通过R 的电流和R 两端的电压．就可以求出未知量． 流过灯的电流和流过R 的电流相等： 答案 48Ω，12W例5 （北京市中考试题）电阻R 和灯泡L 串联接到电压为10V 的电路中，R ＝10Ω，电路接通后，100s 内电阻R 上电流做的功为10J ，已知灯L 的额定功率为10W ，灯的电阻不变．求：灯的额定电压． 解 画出灯L 和电阻只串联的电路草图2—3—2，并标明已知量和未知量． 串联电路，通过L 和R 电流相等，设为I ． 则W R ＝I 2Rt图2—3—2I ＝Rt W R ＝100s 10Ω10J ⨯＝101A ＝0.1A R 两端电压：U R ＝IR ＝0.1A ×10Ω＝1V灯L ′两端电压：U L ＝U －U R ＝10V －1V ＝9V 灯电阻：R ＝I U L ＝A1.0V9＝0.9Ω 灯额定电压：U E ＝R P E ＝Ω⨯9010W ＝30V误解 有的同学在算完电流后，直接用：U E ＝I P E ＝A1.0W 10＝100V ，是错误的．因为此时灯并不是正常发光，电路中的电流不是I E ．当然，有的同学把U L ＝9V 算为灯的额定电压，也是错误的． 答案 灯额定电压为30V例6 （广州市中考试题）有两个灯泡，L 1标有“6V 3W ”字样，L 2没有标记，测得L 2的电阻为6Ω，把它们串联起来接入某一电路，两个灯泡均能正常发光，那么该电路两端的电压和L 2的电功率分别是 （ ） A ．12 V 3W B ．12 V 1.5W C ．9 V 3W D ．9 V 1.5W解 画出L 1和L 2串联的电路草图2—3—3，标明已知量和未知量． L 1正常发光时，U 1＝6V ，P 1＝3W 电路中电流： I ＝11U P ＝V6W 3＝0.5A图2—3—3此时L 2也正常发光，L 2两端电压：U 2＝IR 2＝0.5A ×6Ω＝3V P 2＝IU 2＝0.5A ×3V ＝1.5W U ＝U 1＋U 2＝6V ＋3V ＝9V 答案 D例7 有一盏小灯泡，当它与5Ω电阻串联后接15V 电源上，灯恰好正常发光，这时灯的功率是10W ． 求：小灯泡正常发光时的电阻和小灯泡的额定电压的可能值． 已知：R ＝5Ω P E ＝10W U ＝15V 求：R L ，U E （额定）分析 画出分析电路图2—3—4．图2—3—4从图中看，所给物理量无对应关系，可以采用方程求解． 解法1R E 和R 串联，设灯两端电压为U E∵ I E ＝I R∴E E U P ＝RU U E-E U W 10＝Ω-5V 15E U 整理得U E 2－15U E ＋50＝0 （U E －10）（U E －5）＝0U E ＝10V 或U E ＝5V灯电阻R L ＝E E P U 2＝W 10)V 10(2＝10Ω或R L ＝EE P U 2＝W 10)V 5(2＝2.5Ω解法2 R L 和R 串联：U ＝U E ＋U R U ＝IP E＋IR 15V ＝IW10＋I ×5Ω 5I 2－15I ＋10＝0 I 2－3I ＋2＝0（I －2）（I －1）＝0 解得：I ＝2A 或I ＝1A R L ＝2IP E ＝2)A 2(W 10＝2.5Ω 或R L ＝2I P E ＝2)A 1(W 10＝10Ω 答案 灯正常发光，当U E ＝10V 时，灯电阻为10Ω；当U E ＝5V 时，灯电阻为2.5Ω例8 （北京市朝阳区中考试题）将分别标有“6V 9W ”和“6 V 3W ”的两个灯泡L 1、L 2串联接在12 V 电源上，则 （ ）A ．两灯都能正常发光B ．灯L 2可能被烧毁C ．两灯都比正常发光时暗D ．灯L 1比灯L 2亮精析 考查学生能否根据实际电压和额定电压的关系，判断灯的发光情况． 解 先求出两盏灯的电阻灯L 1的电阻： R 1＝121P U ＝W 9)V 6(2＝4Ω灯L 2的电阻： R 2＝222P U ＝W 3)V 6(2＝12Ω求出灯两端的实际电压U 1′∵ R 1、R 2串联UU '1＝211R R R +＝Ω+ΩΩ1244＝41U 1′＝41U ＝41×12V ＝3VL 2两端电压U 2′＝U －U 1′＝12V －3V ＝9V比较实际电压和额定电压 U 1′＜U 1，U 2′＜U 2两灯都不能正常发光；灯L 2可能会被烧毁答案 B例9（北京市东城区中考试题）家庭电路中正在使用的两白炽灯，若甲灯比乙灯亮，则（）A．甲灯灯丝电阻一定比乙灯的大B．甲灯两端的电压一定比乙灯的大C．通过甲灯的电量一定比乙灯的多D．甲灯的实际功率一定比乙灯的大精析考查家庭电路中灯的连接方式，并由灯的亮度判断电阻的大小．分析家庭电路，灯的连接方式是并联．甲、乙两灯两端电压相同．甲灯比乙灯亮，说明甲灯实际功率比乙灯大．D 选项正确．甲灯比乙灯亮，在并联电路中，R甲＜R乙．U相同，I甲＞I乙电量Q＝It，若两灯同时使用，因为t相同，I甲＞I乙，则Q甲＞Q乙，C选项正确．答案C、D例10如图2—3—5，电源电压和电灯L的电阻均保持不变．当开关S闭合后，在变阻器的滑片P从中点向下滑动的过程中，下列说法正确的是（）A．电压表的示数变大B．电灯L的亮度变暗C．电流表A1的示数不变D．电流表A2的示数变小图2—3—5精析考查学生识别电路的能力．能否根据欧姆定律分析电路中电流变化，灯的亮度变化．分析电路是由灯和变阻器并联而成．测的是干路电流测的是流过变阻器的电流测的是电路两端电压当变阻器的滑片P由中点向b端移动时，变阻器的电阻增大，通过变阻器电流减小，示数变小，D选项正确．并联电路，U一定，灯电阻不变，则流过灯的电流不变，灯的亮度不变．示数变小．答案D例11如图2—3—6，电源电压不变，开关S由断开到闭合，电流表两次示数之比为2∶7，则电阻R1∶R2＝________，电功率P1∶P2，电功率P1∶P1′＝________，电功率P1∶P1＝________．精析分析S闭合前后，电路中电阻的连接关系．写出P、I、U、R之间的关系，利用公式求解．解S断开，只有R1，示数为I1，R1两端电压为U，流过R1的电流为I1．S闭合，R1、R2并联，示数为I1＋12，R1两端电压不变为U，流过R1的电流不变为I1，R1功率为P1′．图2—3—6∵211I I I +＝72∴21I I ＝52并联：21I I ＝12R R ＝52∴21R R ＝2511P P '＝U I U I 11＝11PP 1＝U I I U I )(211+＝72 答案 R 1∶R 2＝5∶2，P 1∶P 2＝2∶5，P 1∶P 1′＝1∶1，P 1∶P ＝2∶7例12 如图2—3—7（a ），当变阻器滑片从A 点滑到B 点时，R 1两端的电压比为2∶3，变阻器两端电压比U A ∶U B ＝4∶3．（电源电压不变）求：I A ∶I B ，R A ∶R B ，P 1∶P 1′，P A ∶P B ，R 1∶R A（a ）（b ） （c ）图2—3—7精析 画出电路变化前后对应的两个电路：如图2—3—7（b ）（c ）所示． 已知：'11U U ＝32，B A U U ＝34解 B A I I ＝1111R U R U '＝'11U U ＝32B A R R ＝BB A AI U I U ＝B A U U ×A B I I ＝34×23＝1211P P '＝1212R I R I B A ＝22B A I I ＝（32）2＝94B A P P ＝B B A A R I R I 22＝94×12＝98图（b ）：U ＝I A （R 1＋R A ）图（c ）：U ＝I B （R 1＋R B ） U 相等：R B ＝21R A ，B A I I ＝32代入I A （R 1＋R A ）＝I B （R 1＋21R A ） 2（R 1＋R A ）＝3（R 1＋21R A ）A R R 1＝21 另解：图（b ）U ＝U 1＋U A 图（c ）U ＝U 1′＋U B∴ U 1′＝23U 1，U B ＝43U A ，U 不变 ∴ U 1＋U A ＝23U 1＋43U A21U 1＝41U AA U U 1＝21∵ R 1、R A 串 ∴A R R 1＝A U U 1＝21 答案 I A ∶I B ＝2∶3，R A ∶R B ＝2∶1，P 1∶P 1′＝4∶9，P A ∶P B ＝8∶9，R 1∶R A ＝1∶2 例13 如2—3—8（a ），已知R 1∶R 2＝2∶3，当S 2闭合，S 1、S 3断开时，R 1的功率为P 1，电路中电流为I ；当S 1、S 3闭合，S 2断开时，R 1的功率为P 1′，电路中电流为I ∶I ′．（电源电压不变） 求：U 1∶U 2，P 1∶P 1′，I ∶I ′精析 画出变化前后电路图（b ）和（c ）（a ）（b ）（c ）图2—3—8已知：21R R ＝32 求：21U U ，'11P P ，'I I解 图（b ）中R 1、R 2串，21U U ＝21R R ＝32'11P P ＝12121R U R U ＝221U U ＝（52）2＝254图（c ）中R 1两端电压为U 图（b ）：U ＝I （R 1＋R 2）图（c ）：U ＝I ′（2121R R R R +）U 不变 I （R 1＋R 2）＝I ′（2121R R R R +）I （2＋3）＝I ′（3232+⨯）I I '＝256 答案 U 1∶U 2＝2∶3，P 1∶P 1′＝4∶25，I ∶I ′＝6∶25例14 如果将两个定值电阻R 1和R 2以某种形式连接起来，接入电路中，则电阻R 1消耗的电功率为12W ．如果将这两个电阻以另一种形式连接起来接入原电路中，测得该电路的总电流为9A ，此时电阻R 1上消耗的电功率为108W ．（电源电压不变） 求：（1）电阻R 1和R 2的阻值；（2）电阻R 2上两次电功率的比值．精析 先判断电阻R 1、R 2的两次连接方式．因为总电压不变，由P 1＜P 1′和R 1一定，判断出：U 1＜U 1′所以第一次R 1、R 2串联，第二次并联． 求：R 1、R 2 P 2、P 2′解 画出分析电路图2—3—9（a ）（b ）（a ）（b ）图2—3—9同一电阻R 1，根据P ＝RU 2有'11P P ＝2121)('U U ＝221U U ＝W 108W 12＝91（U 1′＝U ）∴U U 1＝31 如图（a ）U 1＋U 2＝U21U U ＝21∵ R 1、R 2串21R R ＝21U U ＝21 如图（b ）R 1、R 2并联，''21I I ＝12R R ＝12∵ I 1′＋I 2′＝I ′＝9A∴ I 1′＝6A I 2′＝3AR 1＝211)('I P ＝2)A 6(W108＝3Ω R 2＝2 R 1＝6Ω （2）求'22P P 关键求出R 2两端电压比 从图（a ）可知：21U U ＝21 ∴U U 2＝32由图（a ）和（b ）同一电阻R 2：'22P P ＝2121)('U U ＝222U U ＝（32）2＝94答案 R 1＝3Ω，R 2＝6Ω， P 2∶P 2′＝4∶9例15 甲灯标有9V ，乙灯标有3W ，已知电阻R 甲＞R 乙，若把两灯以某种方式连接到某电源上，两灯均正常发光，若把两灯以另一种方式连接到另．一电源上．．．．，乙灯仍能正常发光，甲灯的实际功率与它的额定功率比P 甲′∶P 甲＝4∶9 求：（1）甲灯的额定功率P 甲； （2）乙灯的额定电压U 乙； （3）两灯电阻R 甲和R 乙．精析 注意两次电路总电压不同，所以不能像例4那样判断电路连接方式 已知：U 甲＝9V ，P 乙＝3W ，R 甲＞R 乙，P 甲′∶P 甲＝4∶9 求：P 甲、U 乙、R 甲、R 乙设第一次R 甲、R 乙并联，此时两灯均能正常发光，说明：U 乙＝U 甲＝9VR 乙＝乙乙P U 2＝W 3)V 9(2＝27Ω第二次R 甲、R 乙串联，乙灯仍正常发光，说明U 乙′＝U 乙＝9V 而R 甲不变时，甲甲P P '＝甲甲U U '＝94 ∴ U ′＝32U 甲＝32×9V ＝6V R 甲、R 乙串联 乙甲R R ＝''乙甲U U ＝V 9V 6＝32得R 甲＜R 乙，与题意不符．由上判定：电路第一次串联，第二次并联，画出分析示意图2—3—10（a ）和（b ）．（a ）（b ）图2—3—10解 由图（a ）和（b ）得： R 甲不变甲甲P P '＝22甲甲U U '＝22甲U U'＝94U ′＝32U 甲＝32×9V ＝6V U 乙′＝U 乙＝6V由图（b ）乙灯正常发光R 乙＝乙乙P U 2＝W 3)V 6(212Ω由图（a ）R 甲、R 乙串 I 甲＝I 乙＝乙乙U P ＝V6W 3＝0.5A R 甲＝甲甲I U ＝A5.0V9＝18Ω P 甲＝I 甲U 甲＝0.5A ×9V ＝4.5W答案 甲灯额定功率4.5W ，乙灯额定电压6V ，甲灯电阻10Ω，乙灯电阻6Ω例16 （北京市1997年中考试题）如图2—3—11（a ）所示电路中，灯L 1的电阻R 2的21（不考虑灯丝随温度的变化）．电源电压为10V ，并保持不变．S 1、S 2为开关．当闭合S 1，断开S 2时，灯L 1正常发光，电阻R 3消耗的电功率为2W ，电压表示数U 1；当闭合S 2，断开S 1时，电阻R 4消耗的电功率为41W ，电压表示数为21U 1． 求（1）灯L 1的额定功率；（2）电阻R 4的阻值．（a ）（b ）（c ）图2—3—11已知：R 1＝21R 2，U ＝10V P 3＝2W U 1′＝ 21U 1 P 4＝41W 求：（1）P 1（L 1额定功率）；（2）R 4解 画出变化前后电路分析图2—3—11（b ）和（c ）． 先求出两次电路（b ）和（c ）中电流比I ∶I ′ ∵ R 1不变I I '＝11U U '＝1121U U ＝1243R R ＝2423I P I P '＝43P P ×22II '＝W41W 2×（21）2＝12由图（b ） U ＝I （R 1＋R 3）由图（c ） U ＝I ′（R 1＋R 2＋R 4） U 不变，将R 2＝2 R 1和R 3＝2 R 4代入I （R 1＋2R 4）＝I ′（R 1＋2R 1＋R 4） 2（R 1＋2R 4）＝（3R 1＋R 4）41R R ＝13 得R 1∶R 2∶R 4＝3∶6∶1由图（c ）R 1、R 2、R 4串，且U ＝U 1′＋U 2′＋U 4＝10V U 1′∶U 2′∶U 4＝R 1∶R 2∶R 4＝3∶6∶1 U 4＝101U ＝101×10V ＝1V R 4＝424P U ＝W 41)V 1(2＝4Ω由图（b ）R 1、R 3串31P P ＝31R R ＝23 P 1＝23×2W ＝3W 答案 L 1额定功率为3W ，R 4为4Ω例17 （北京市1998年中考试题） 如图2—3—12所示，电路两端电压保持不变，当只闭合开关S 1时，通过电阻R 1的电流是I 1；当只闭合开关S 2时，通过电阻R 2的电流是I 2；电阻R 2消耗的功率是20W ，I 1∶I 2＝3∶2，当只闭合开关S 3时，电阻R 3消耗的功率是15W ．图2—3—12求：（1）只闭合S 1时，R 1消耗的功率；（2）只闭合S 3时，R 1消耗的功率． 已知：I 1∶I 2＝3∶2，P 2＝20W ，P 3＝15W 求：P 1、P 1″精析 只闭合开关S 1，只有R 1，如图2—3—13（a ）当只闭合S 2时，R 1、R 2 串，如图2—3—13（b ）；当只闭合S 3时，R 1、R 2 、R 3串，如图2—3—13（c ）．（a ）（b ）（c ）图2—3—13解 图（a ）U ＝I 1R 1 图（b ）U ＝I 2（R 1＋R 2） U 不变，21I I ＝23 3R 1＝2（R 1＋R 2）21R R ＝12图（b ）R 1、R 2串 21P P '＝21R R ＝12P 1′＝2P 2＝2×20W ＝40W如图（a ）和（b ）同一电阻R 1·'11P P ＝2221I I ＝（32）2＝94P 1＝94×40W ＝90W 如图（b ）P 2＝I 22R 2＝（21R R U+）2R 2（1）如图（c ）P 3＝I 32R 3＝（321R R R U++）2R 3（2）（1）÷（2） W 15W 20＝322122321)()(R R R R R R R +++将R 1＝2R 2代入R 32－6R 2R 3＋9R 22＝0 （R 3－3 R 2）2＝0 R 3＝3 R 2，又∵ R 1＝2 R 2 ∴31R R ＝32如图（c ），串联电路31P P "＝31R R ＝32 ∴ P 1″＝32×15W ＝10W答案 图（a ）中，R 1功率为90W ，图（c ）中，R 1功率为10W例18 （北京市东城区中考试题）小明设计了一个电加热器，有加热状态和保温状态，如图2—3—14，发热体AB 是一根阻值500Ω的电阻丝，C 、D 是电阻丝AB 上的两点，S ′是一个温度控制控制开关．当开关S ′闭合，开关S 接通C 点时，电阻丝每分钟放出的热量是Q 1；当S ′闭合，S 接通D 点时，电阻丝每分钟放出的热量是Q 2；当S ′断开时，电阻丝每分钟放出的热量是Q 3，此时测得C 、D 两点间的电压是33V ．图2—3—14（1）按大小排列出Q 1、Q 2和Q 3的顺序是: ________ ＞ ________ ＞ ________．（2）将上述热量由大到小的顺序排列，其比值是20∶10∶3，求电源电压U 和电热器处于保温状态时，每分钟放出的热量．精析 对于联系实际的问题，首先把它和所学的物理知识对应起来，本题用到的是焦耳定律的知识．从图中看出，不论使用哪一段电阻丝，电压均为U ．电热丝放热公式：Q ＝RU 2t ．（1）可以将AB 段电阻分成三部分：第一次，S ′闭合，S 接C ，使用的是电阻丝CB 段，电阻为R CB ，电阻丝1min 放热Q 1＝CB R U 2t第一次，S ′闭合，S 接D ，使用的是电阻丝DB 段，电阻为R DB ，电阻丝1min 放热Q 2＝DB R U 2t第三次，S ′断开，电阻丝1min 放热Q 3＝ABR U 2t∵ R DB ＜ R CB ＜ R AB ∴ Q 1＞Q 2＞＞Q 3开关位于D ，是加热状态，断开S ′，电阻为R AB ，是保温状态．（2）已知R AB ＝500Ω U CD ＝33V ，Q 2∶Q 1∶Q 3＝20∶10∶3t 一定，32Q Q ＝ABDB R UR U 22＝DB AB R P ＝320 ∴R DB ＝203×R AB ＝203×500Ω＝75Ω t 一定，U 一定，31Q Q ＝CB AB R R ＝310 ∴ R CB ＝103R AB ＝103×500Ω＝150Ω R CD ＝150Ω－75Ω＝75Ω I ＝CD CD R U ＝Ω75V 33＝0.44A ． U ＝IR AB ＝0.44×500Ω＝220V保温时，电阻为R AB ，t ＝1 min ＝60sQ 3＝ABR U 2×t ＝Ω500)V 220(2×60s ＝5808J答案 （1）Q 2＞Q 1＞Q 3，电源电压220V ，保温：Q 3＝5808J例19 （北京市海滨区中考试题）图2—3—15是一个电热毯示意电路图．R 0是电热毯中的电阻丝，R 是与电热毯与电阻丝串联的电阻．电热毯上标有“220V 100W ”字样，S 是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关．图2—3—15（1）用学过的公式推理说明开关S 断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？（2）若要求在保温时电流通过电阻丝R 0每分钟有60J 的电能转化为内能，电阻R 的阻值是多大？ 解 （1）根据公式P ＝I 2RR 0一定，t 一定时，电热毯功率大时，处于加热状态．S 闭合时，R 0发热功率：P 0＝I 2R 0＝（R U ）2R 0 ①S 断开时，R ′0＝I 2R 0＝（R R U+）2R 0②比较①②两式得P 0＞P 0′．∴ S 闭合，电热毯处于加热状态． S 断开，电热毯处于保温状态． （2）R 0＝额额P U 2＝W100)V 220(2＝484Ω保温时：电阻R 0两端电压为U 0．Q 0＝020R Ut已知：Q 0＝60J t ＝1 min ＝60 s Q 0＝t R Q 00＝s60484J 60Ω⨯＝22V ． 电路中电流：I ＝00R U ＝Ω484V 22＝221A ． R ＝IU R ＝I U U 0-A 221V22220-V ＝4356Ω答案 （1）闭合S ，电热毯处于加热状态（2）R ＝4356Ω例20 （北京市中考试题）图2—3—16，是供电设备向居民楼用户输电的示意图，为保证居民楼内的用户所有用电器都能正常工作，居民楼的输入导线间的电压必须保证为220V ，当居民楼内消耗的功率为44 kW 的时候图2—3—16（1）通过输电线的电流为多少安?（2）若输电线的总电阻为0.1Ω，供电设备的输出电压是多少伏？ （3）居民楼内由于家用电器的增加，将向供电部分申请“增容”，即增加用电功率．当居民的用电器的额定功率由44 kW 增加到88kW ，所有用电器均在正常工作时，输电线路损失的功率比“增容”前增加了多少? （4）若要求减小输电线损失的功率，用学过的公式及知识说明应采取的措施． 精析 将实际问题转化为电路图． 画出图2—3—17图2—3—17解 （1）已知U 0＝220V P 0＝44Kw ＝4.4×104WI ＝00U P ＝220VW104.44⨯＝220（2）U ＝U 线＋U 0＝IR 线＋U 0＝220A ×0.1Ω＋220V ＝240V（3）I ′＝0U P '＝220VW108.84⨯＝400P 线′＝I ′2R 线＝（400A ）2×0.1Ω＝16000W 增容前：P 线＝I ′2R 线＝（200A ）2×0.1Ω＝4000W △P 线＝P 线′－P 线＝16000W －4000W ＝12000W（4）分析：在U 0，P 0一定时，I 不能减少，使P 线＝I 2R 线减小的方法，应减小R 线．∵ 导线电阻与材料、长度、横截面积有关∴ 长度一定，可换用电阻率小的导线或适当增加线的横截面积，这样可以减小电阻． 答案 （1）220A （2）240V （3）12000 W例21 已知两个小灯泡L 1、L 2的额定电压均为U 额，在额定电压下通过L 1的电流I 1是通过L 2电流I 2的2倍，若把灯L 1、L 2串联后接到电压为U 的电源上，则 （ ）图2—3—18∴21R R ＝21I U I U 额额＝21 串联电路：21U U ＝21R R ＝21 选项A ：U ＝23U 额 U 1＝21U 额，U 2＝U 额，L 2正常发光 选项B ：U 1≠U 额，U 2≠U 额，所以L 1、L 2都不能正常发光 选项C ：U 1＝U 额，U 2＝U 额，L 2烧毁，导致L 1不能正常发光 选项D ：只要U 1＝U 额，U 2就要烧毁，所以L 1总不能正常发光 答案 A 、D例22 将标有“6V 3W ”的灯泡L 1和标“4V 4W ”的灯泡L 2串联起来接入电路，欲使其中一盏灯能够正常发光，电源电压应是 （ ） A ．12V B ．8V C ．10V D ．16V 精析 求出两盏灯的电阻，分析加在灯上的实际电压是“大于”“等于”还是“小于”U E 、（U 额为额定电压） 画出电路示意图2—3—19，并标出灯的电阻．图2—3—19解灯L 1和L 2电阻：R 1＝121P U ＝W 3)V 6(2＝12ΩR 2＝222P U ＝W 4)V 4(2＝4ΩR 1、R 2串联 ''21U U ＝21R R ＝ΩΩ412＝13若L 1正常发光， U 1′应＝U 1＝6V 则U 2′应＝31U 1′＝2V ，L 2比正常发光暗 U ＝U 1′＋U 2′＝6V ＋2V ＝8V ．B 选项符合题意 若L 2正常发光，U 2′应＝U 2＝4V ．若L 1上电压，U 1′＝3 U 2′＝12V ， ∵ U 1′＝2U 1 ∴ 灯L 1烧毁，因此电源电压不能取12V ＋4V ＝16V ． 答案 B ．例23 将一个阻值是4 Ω的电热器放进质量是0.5kg 的冷水中，通过电热器的电流是5A ，且电热器放出的热量全部被水吸收，则7 min 可使水温升高多少度？精析 利用焦耳定律和热学中物体吸放热的公式求解． 已知：R ＝4Ω I ＝5A t ＝7 min ＝420s ， m ＝0.5kg 求：（t －t 0） 解 Q 放＝I2Rt ＝（5A ）2×4Ω×420S ＝4.2×104J Q 吸＝Q 放（t －t 0）＝cm Q 吸＝0.5kgC)J/(kg 102.4J 102.434⨯︒⋅⨯⨯＝20℃ 答案 20℃例24 （广东省中考试题）某电热饮水器上有A 、B 两根电热丝，将两根电热丝串联接在电源上，20 min 可将饮水器中的水加热至沸腾；若将A 单独接到同一电源上，同样使初温和质量相同的水加热至沸腾，需要8 min ；若将B 单独接在同样电源上，使初温和质量相同的水加热至沸腾，需要多长时间?（不计热损失）精析 电热丝串联或单独使用，都接在同样电源上，放出的热量可用Q ＝RU 2t 计算三种情况水吸热相同，Q 放＝Q吸，三次电热丝放出的热量相等．解 Q 串＝BA R R U +2＝t 1Q A ＝AR U 2t 2 Q 串＝Q A21t t ＝A B A R R R +＝min 8min 20＝25 ∴B A R R ＝32又∵ Q B ＝Q A∴ B R U 2＝AR U 2t 2t 3＝A B R R ×t 2＝23×8mm ＝12min 答案 12 min。
功和功率--精练题(含答案与解析)
功和功率做功（1）功的定义：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向上移动了一段距离，就说这个力对物体做了功。
（2）做功的两个必要因素：一个是作用在物体上的力，另一个是物体在这个力的方向上移动的距离。
（3）功的计算①公式：功等于力与物体在力的方向上移动的距离的乘积，即=W Fs 。
F 表示力，s 表示沿力的方向移动的距离，W 表示功。
②单位：功的单位为焦耳，简称焦，符号是J 。
不做功的三种情况（1）不劳无功（有距离无力）：没有力作用在物体上，但是物体移动了距离。
（2）劳而无功（有力无距离）：有力作用在物体上，但是物体在力的方向上没有移动距离。
例如：推而不动，提而不起。
（3）垂直无功：作用在物体上的力与物体移动的距离垂直。
功率（1）功率的意义：在物理学中，用功率表示做功的快慢。
（2）功率的定义：功与做功所用时间之比叫做功率，它在数值上等于单位时间内所做的功。
（3）功率的定义式：=tP W，P 的单位是瓦特（W ），W 的单位是焦耳（J ），t 的单位是秒（s ），单位要一一对应。
（4）功率的推导式：===t tP Fv W Fs，v 是速度，单位是米每秒（m/s ）。
1．下列情况下，小桂对物理课本做了功的是()A．阅读静止在桌面上的物理课本B．水平推物理课本，但未推动C．物理课本自由下落的过程D．将物理课本从地面捡起的过程2．放学后，某同学背着重50N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约10m高的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为()A．0J B．500J C．2000J D．2400J3．下列关于功和功率的说法，正确的是()A．机器的功率越大，做的功越多B．机器做的功越少，功率越小C．机器的功率越小，做功越慢D．挖掘机的功率越大，所挖的土就越多4．某机械的功率是2020W，表示这台机械()A．每秒做功2020J B．每秒做功2020WC．每秒的功率是2020W D．做功2020J5．某同学沿楼梯以快跑与慢走两种方式从一楼到四楼，下列有关说法正确的是() A．快跑比慢走克服重力做功多B．快跑比慢走能量转换得快C．慢走克服重力做功约为500J D．快跑的功率约为1500W6．小明用20N的水平推力推重为100N的箱子，箱子纹丝不动，这时小明对物体（选填“有”或“没有”)做功，小明再用40N的水平推力推着箱子在10s内沿水平地面匀速前进10m，则小明做了J的功，这个过程中重力对物体做功J。
功和功率典型例题透析
功和功率典型例题 解析1、思路点拨：要比较两个过程中拉力做的功，只需分别求出两个过程拉力的大小和物体的位移即可。
解析：因重物仅受两个力作用：重力mg 、拉力F ，这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态。
设匀加速提升重物时拉力为F 1，重物加速度为a ，由牛顿第二定律有F 1－mg=ma ， 所以F 1=m （g+a ）物体运动的位移2121at l =则拉力F 1做的功2111)(21cos at a g m l F W +==α 匀速提升重物时，设拉力为F 2，由平衡条件有F 2=mg ， 匀速直线运动的位移l 2=vt=at 2 拉力F 2所做的功W 2=F 2·l 2cosα=mgat 2比较上述两种情况下拉力F 1、F 2分别对物体做功的表达式，发现：一切取决于加速度a 与重力加速度的关系。
因此选项A 、B 、C 的结论均可能出现，故答案应选D 。
【变式】 答案：C解析：如图，设AB=l ，A 到B 作用力为F 1，BCD 作用力为F 2，以向右为正向，向左为负向，有：F 1的位移为2122121t mF at l ==F 2的位移为22122121t mF t t m F at t v l B -∙=-=- ∴F 2=3F 1W 1=F 1, W 2=F 2， 所以W 2=3W 12、思路点拨：求各个力所做的总功，可用各个力做功的代数和来求，也可以先求合力再求功。
解析：物块受重力mg 、支持力N 和静摩擦力f 的作用，如图所示：物块随斜面体匀速运动，所受合力为零，所以物块位移为l ，重力与位移的夹角为2π，所以重力做功W G =0 支持力与位移的夹角为θπ-2，所以支持力做功静摩擦力的夹角为与位移的夹角为θπ-，所以静摩擦力做功各个力所做的总功是各个力做功的代数和，即【变式】解析：小球受力分析如图所示：要求外力对小球所做的总功，此题用求合力的方法是不行的，因为细绳的拉力T是变力，合力也是变力。
功和功率经典例题
功和功率经典例题【例1】 如图所示，质量为m 的小球用长L 的细线悬挂而静止在竖直位置。
在下列三种情况下，分别用水平拉力F 将小球拉到细线与竖直方向成θ角的位置。
在此过程中，拉力F 做的功各是多少？⑴用F 缓慢地拉；⑵F 为恒力；⑶若F 为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零。
可供选择的答案有 A.θcos FL B.θsin FL C.()θcos 1-FL D.()θcos 1-mgL解析：⑴若用F 缓慢地拉，则显然F 为变力，只能用动能定理求解。
F 做的功等于该过程克服重力做的功。
选D⑵若F 为恒力，则可以直接按定义求功。
选B⑶若F 为恒力，而且拉到该位置时小球的速度刚好为零，那么按定义直接求功和按动能定理求功都是正确的。
选B 、D在第三种情况下，由θsin FL =()θcos 1-mgL，可以得到2tan sin cos 1θθθ=-=mg F ，可见在摆角为2θ-时小球的速度最大。
实际上，因为F 与mg 的合力也是恒力，而绳的拉力始终不做功，所以其效果相当于一个摆，我们可以把这样的装置叫做“歪摆”。
【例2】如图所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是1m ，球的质量是0.1kg ，线速度v =1m/s ，小球由A 点运动到B 点恰好是半个圆周。
那么在这段运动中线的拉力做的功是（ ）A ．0B ．0.1JC ．0.314JD ．无法确定解析：小球做匀速圆周运动，线的拉力为小球做圆周运动的向心力，由于它总是与运动方向垂直，所以，这个力不做功。
故A 是正确的。
【例3】下面列举的哪几种情况下所做的功是零（ ）A ．卫星做匀速圆周运动，地球引力对卫星做的功B ．平抛运动中，重力对物体做的功C ．举重运动员，扛着杠铃在头上的上方停留10s ，运动员对杠铃做的功D ．木块在粗糙水平面上滑动，支持力对木块做的功解析：引力作为卫星做圆周运动的向心力，向心力与卫星运动速度方向垂直，所以，这个力不做功。
功和功率例题及习题解析PPT32页
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
功和功ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ例题及习题解析
56、极端的法规，就是极端的不公。 ——西 塞罗 57、法律一旦成为人们的需要，人们 就不再 配享受 自由了 。—— 毕达哥 拉斯 58、法律规定的惩罚不是为了私人的 利益， 而是为 了公共 的利益 ；一部 分靠有 害的强 制，一 部分靠 榜样的 效力。 ——格 老秀斯 59、假如没有法律他们会更快乐的话 ，那么 法律作 为一件 无用之 物自己 就会消 灭。— —洛克
中考物理复习基础知识+典型考题详解：功和功率
中考物理复习基础知识+典型考题详解：功和功率一、功1.功：如果一个力作用在物体上,物体在这个力的方向上移动一段距离,就说这个力对物体做了功，用符号W表示2．做功的两个因素：一是作用在物体上的力，二是物体在力的方向上通过的距离在下列三2．功的计算(1)力学里规定：功等于力跟物体在力的方向上通过的距离的乘积。
)功的计算公式为W=F s,其中W表示功，单位是焦耳；F表示力，单位牛顿；s表示沿力的(2A.分子的尺度约为1mmB.此时考场的大气压约为lOOOPaC•将两个鸡蛋举高1m做功约10JD.—名初中生以正常速度爬楼梯的功率约为100W【答案】D【详解】A.分子的量度单位为lO v o m,即0.1nm,故A不符合实际；B.考场的大气压接近一个标准大气压，约1.0x105Pa,故B不符合实际；C.两个鸡蛋重力约1N,举高1m做功W=Gh=1Nx1m=1J故C不符合实际；D.一初中生以正常速度从一楼登上三楼所做功为W=Gh=mgh=50kgx10N/kgx6m=3000J一初中生以正常速度从一楼登上三楼用时间约30s，爬楼梯的功率约为功率_W_3000J_P t30s100W故D符合实际。
故选D。
2．下列生活实例中，人对物体施加的力做功的有()甲：箱子在推力作用乙：提看小桶在水平路丙：用尽全力搬石丁：物体在绳子作用下前进了-段距离面匀速前行-段距离丸搬而未起下升高一段距离A.甲和乙B.甲和丁C.乙和丙D.丙和丁【答案】B【详解】做功的两个必要因素：一是作用在物体上的力；二是物体在力的方向上通过一段距离，二者缺一不可。
甲中，箱子在推力的作用下向前运动了一段距离，有力作用在箱子上，箱子在力的方向上通过了距离，所以推力对物体做了功；乙中，提着小桶在水平路上前行，人给小桶一个向上的力，而小桶沿水平方向移动，小桶向上没有移动距离，人对小桶没有做功；丙中，用尽全力搬石头，但未搬动，有力作用在物体上，但没有移动距离，不做功；丁中，物体在绳子的作用下沿力的方向升高一段距离，力对物体做了功。
功和功率知识点梳理与典型例题
功知识点梳理与典型例题：一、功1．功：如果一个力作用在物体上，物体在这个力的方向我们就说力对物体做了功．2．做功的两个必要因素：和物体在力的方向上．3．计算公式：，功的单位：，1焦耳物理意义是。
4．不做功的几种情况：A．“劳而无功”物体受到力的作用，但物体没有移动，这个力对物体不做功．如小孩搬大石头搬不动．B．“不劳无功”由于惯性保持物体的运动，虽有通过的距离，但没有力对物体做功．如冰块在光滑水平面上运动．C．“垂直无功”当物体受到的力的方向与物体运动方向垂直时，这个力对物体不做功．如提着重物在水平地面上行走．甲、乙图是力做功的实例，丙、丁图是力不做功的实例基础题【例1】在国际单位制中，功的单位是（）A．焦耳 B．瓦特 C．牛顿 D．帕斯卡【例2】以下几种情况中，力对物体做功的有（）A．人用力提杠铃，没有提起来 B．沿着斜面把汽油桶推上车厢C．用力提着水桶水平移动2米，水桶离地面高度不变D．物体在光滑水平面上匀速前进二米【例3】下列关于物体是否做功的说法中正确的是（）A．起重机吊着钢筋水平匀速移动一段距离，起重机对钢筋做了功B．被脚踢出的足球在草地上滚动的过程中，脚对足球做了功C．小刚从地上捡起篮球的过程中，小刚对篮球做了功D．小丽背着书包站在路边等车，小丽对书包做了功【例4】如图所示的四种情景中，人对物体做功的是（）【例5】关于图所示的各种情景，下面说法错误．．的是（）A ．甲图中：系安全带可预防汽车突然减速时人由于惯性前冲而撞伤B ．乙图中：人用力向上搬大石块没有搬动，则重力对大石块做了功C ．丙图中：在拉力作用下拉力器弹簧变长，说明力可使物体发生形变D ．丁图中：抛出的石块在重力作用下改变原来的运动方向和运动快慢【例6】 物体A 在水平拉力F =20N 的作用下，第一次加速运动了10m ，第二次匀速运动了10m ，第三次减速运动了10m ，在三次不同的运动情况中比较拉力F 对物体做的功（ ）A ．第一次最多 B ．第二次最多 C ．三次一样多 D ．第三次最多【例7】 一个人先后用同样大小的力沿水平方向拉木箱，使木箱分别在光滑和粗糙两种不同的水平地面上前进相同的距离．关于拉力所做的功，下列说法中正确的是（ ） A ．在粗糙地面上做功较多 B ．在光滑地面上做功较多C ．两次做功一样多D ．条件不够，无法比较两次做功的多少【例8】 如图所示，已知A B C M M M >>．在同样大小的力F 作用下，三个物体都沿着力的方向移动了距离s ，则力F 所做的功（ ）A ．A 情况下F 做功最多B ．B 情况下F 做功最多C ．C 情况下F 做功最多D ．三种情况下F 做功相同【例9】 一名排球运动员，体重60kg ，跳离地面0.9m ，则他克服重力做功（取g =10N/kg ）（ ）A ．54J B ．540J C ．9J D ．600J【例10】 今年6月美国将在科罗拉多大峡谷建成观景台．观景台搭建在大峡谷的西侧谷壁上，呈U 字型，离谷底1200m 高，取名为“人行天桥”，如图所示．如果在建造过程中有一块质量为0.1kg 的石子从观景台掉落谷底，则下落过程中，石子的重力做功为（g 取10N/kg ）（ ） A ．12J B ．1200J C ．51.210J ⨯ D ．61.210J ⨯【例11】 某商场扶梯的高度是5m ，扶梯长7m ，小明体重为600N ．扶梯把小明从三楼送上四楼的过程中对小明做功_________J ．中档题【例12】 足球运动员用500N 的力踢球，足球离开运动员的脚后向前运动了50m ，在此运动过程中，运动员对足球做的功是 J ．【例13】 某人用20N 的力将重为15N 的球推出去后，球在地面上滚动了10m 后停下来，这个人对球所做的功为（ ）A ．0B ．200JC ．150JD ．条件不足，无法计算【例14】 重为1000N 的小车，在拉力的作用下沿水平地面匀速前进10m ，小车所受阻力为车重的0.3倍，则拉力对小车做的功为_________J ；小车的重力做的功为_________J ．【例15】 如图所示，建筑工人用滑轮组提升重为220N 的泥桶，动滑轮重为20N ，不计滑轮与轴之间的摩擦及绳重．若工人在5s 内将绳子匀速向上拉6m ．求：（1）泥桶上升的高度；（2）拉力做的功．【例16】 如图所示，水平地面上的物体在水平恒定拉力F 的作用下，沿ABC 方向做直线运动，已知AB =BC ．设AB 段是光滑的，拉力F 做功为1W ；BC 段是粗糙的，拉力做功为2W ，则1W 和2W 的关系是（ ）A ．12W W =B ．12W W >C ．12W W <D ．不能确定【例17】一个滑块质量2千克，在光滑斜面上由A滑到B，如图所示．已知AB=40厘米，斜面对物体支持力是17牛，在从A到B的过程中，重力做功_____焦，支持力做功_____．【例18】如图所示，在水平拉力F作用下，使重40N的物体A匀速移动5m，物体A受到地面的摩擦力为5N，不计滑轮、绳子的重力及滑轮与绳子间的摩擦，拉力F做的功为（）A．50J B．25J C．100J D．200J【例19】A、B两物体在相等水平外力作用之下做匀速直线运动，如果B的质量是A的2倍，A所受的外力是B的3倍，A运动速度是B的4倍，那么在相同的时间内，外力对A、B两物体做功之比应是（）A．6：1 B．8：1 C．12：1 D．24：1【例20】如图所示，用大小不变的力F把重1000N的物体由图中A处沿水平面AB和长10m、高3m的光滑斜面BC匀速推至斜面顶端C，推力共做功4500J，那么物体从B被推到斜面顶端C时，推力做多少功?物体在水平面上所受摩擦力为多大?水平面AB长多少?【例21】如图所示，一个重8N的物体A斜放在长2m、高1m的斜面上，用细绳跨过定滑轮与重5N的物体B连起来．在B的作用下，A由斜面底端被匀速拉上顶端．求：（1）绳对A的拉力大小．（2）A所受的摩擦力大小．（3）拉力对A做了多少功．机械效率知识点梳理与典型例题一、知识梳理：（一、）正确理解有用功、额外功和总功1、有用功：叫有用功。
功和功率_典型例题精析
功和功率·典型例题精析例题1 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则（ ）A. 加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B. 匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C. 两过程中拉力的功一样大D. 上述三种情况都有可能思路点拨：因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg 、拉力F 。
这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态。
设匀加速提升重物时拉力为F 1，重物加速度为a ，由牛顿第二定律有F 1－mg=ma ，所以有1()F m g a =+，则拉力F 1所做的功2211111()()22W F s m g a at m g a at =⋅=+⋅=+ 匀速提升重物时，设拉力为F 2，由平衡条件有F 2=mg ，匀速直线运动的位移s 2=v·t=at 2。
拉力F 2所做的功W 2=F 2·s 2=mgat 2。
解题过程：比较上述两种情况下拉力F 1、F 2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a 与重力加速度的关系。
因此选项A 、B 、C 的结论均可能出现。
故答案应选D 。
小结：由恒力功的定义式W=F·s·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态（加速、匀速、减速）无关。
在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功。
例题2 质量为M 、长为L 的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m 的小物块，如图所示。
现在长木板右端加一水平恒力F ，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板间摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功。
思路点拨：此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题。
小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的。
分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F 的功。
功和功率典型例题
功和功率【例2】如图所示，线拴小球在光滑水平面上做匀速圆周运动，圆的半径是 是0.1kg ，线速度v =1m/s ，小球由A 点运动到B 点恰好是半个圆周。
那么在这段运动中线的拉力做的功是（）A. 0 B . 0.1J C . 0.314J D.无法确定【例3】质量为m 的物体，受水平力 F 的作用，在粗糙的水平面上 运动，下列说法中正确的是（ ）F 一定做正功B .如果物体做减速直线运动，F —定做负功F 可能做正功D.如果物体做匀速直线运动，F —定做正功【例4】 质量为2t 的农用汽车，发动机额定功率为30kW 汽车在水平路面行驶时能达到的最大时速为 54km/h 。
若汽车以额定功率从静止开始加速，当其速度达到v =36km/h 时的瞬时加速度是多大？【例5】卡车在平直公路上从静止开始加速行驶，经时间 t 前进距离s ，速度达到最大值V m 。
设此过程中发动机功率恒为 P,卡车所受阻力为f ,则这段时间内，发动机所做的功为A . Pt B. fs C. Pt =fs D. fv mt【例6】 质量为0.5kg 的物体从高处自由下落，在下落的前 2s 内重力对物体做的功是多少？这2s 内重力对物体做功的平均功率是多少？ 2s 末，重力对物体做功的即时功率是多2少？ （ g 取 10m/sA.如果物体做加速直线运动, C.如果物体做减速直线运动,1m,球的质量功和功率针对训练1. 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升.如果前后两过程的运动时间相同，不计空气阻力，则A. 加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大B. 匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大C. 两过程中拉力的功一样大D.上述三种情况都有可能2. 如图1,分别用力R、冃、F3将质量为m的物体由静止沿同一光滑斜面以相同的加速度从斜面底端拉到斜面的顶端，在此过程中,F i、F2、F3做功的功率大小关系是A. P=P2=PB. Pi > F2 =P3C. P3> P2> P iD. P > P2> P33. 如图2,小物块A位于光滑的斜面上，斜面位于光滑的水平面上，从地面上看，在小物块沿斜面下滑的过程中，斜面对小物块的作用力A.垂直于接触面，做功为零B .垂直于接触面，做功不为零C.不垂直于斜面，做功为零D .不垂直于接触面，做功不为零4. 如图3所示，木块A放在木块B的左上端，用恒力F拉至B的右端，第一次将B固定在地面上，F做的功为W;第二次让B可以在光滑地面上自由滑动，F做的功为W,比较两次做功，可能是A. W v W2 B . WWW C. W>W D .无法比较5. 如图4所示，B物体在拉力F的作用下向左运动，在运动的过程中，A、B间有相互作用的摩擦力，则摩擦力做功的情况是•(A) A、B都克服摩擦力做功(B) 摩擦力对A不做功，B克服摩擦力做功(C) 摩擦力对A做功，B克服摩擦力做功(D) 摩擦力对A、B都不做功6. 如图5所示，质量为m的物块，始终固定在倾角为a的斜面上, 下面说法中正确的是①若斜面向左匀速移动距离S,斜面对物块没有做功A―►7S③若斜面向左以加速度a移动距离s，斜面对物块做功mas④若斜面向下以加速度a移动距离s，斜面对物块做功m( g+a) sA.①②③B.②④C.②③④D.①③④7. 一木块前端有一滑轮，绳的一端系在右方固定处，另一端穿过滑轮用恒力F拉住保持(不计绳重和摩擦)是A. Fs cos 0B. Fs (1 + cos 0 )图3图6C. 2Fs cos 0D. 2F s& 一辆汽车沿一略微倾斜的坡路运动，若保持发动机的功率不变，它能以V i的速度匀速上坡，能以V2的速度匀速下坡，则它在相同粗糙程度的水平路面上匀速运动的最大速度为A. 』V i V2B. (v i + V2)/2 C . 2v i V2/ (v i + V2) D. V1V2/ (v i —V2)9. ___________________________________________________________________________ 一跳绳运动员质量n=50 kg, —分钟跳N=180次.假设每次跳跃中，脚与地面的接触时间占跳跃一次时间的2/5，试估算该运动员跳绳时克服重力做功的平均功率为 ________________________ (取2、g=10 m/s ).10. 质量为2X 103kg的汽车，发动机输出功率为30x 103 W在水平公路上能达到的最大速度为15 m/s，当汽车的速度为10 m/s时，其加速度为_________ m/s2.11 .人的心脏每跳一次大约输送8 x 10-5 m3的血液，正常人血压(可看做心脏输送血液的压强)的平均值为 1.5 x 104 Pa,心跳约每分钟70次.据此估测心脏工作的平均功率约为W12 .某地强风的风速v=20 m/s，设空气密度p =1.3 kg/m3.如果把通过横截面积为S=20 va的风的动能全部转化为电能，则利用上述已知量计算电功率的公式应为P= ______ ，大小约为_______ W .(取一位有效数字)13 .质量n=1 t的小汽车，以额定功率行驶在平直公路上的最大速度是V m1=12 m/s，开上每前进20 m升高1 m的山坡时最大速度是Vn2=8 m/s .如果这两种情况中车所受到的摩擦力相等，求：(1)摩擦阻力.(2)汽车发动机的功率.(3)车沿原山坡下行时的最大速度V m3 . (g 取10m/s )14 .铁路提速，要解决许多技术问题.通常，列车阻力与速度平方成正比，即F f = kv2.列车要跑得快，必须用大功率的机车来牵引.(1)试计算列车分别以120 km/h和40 km/h的速度匀速行驶时，机车功率大小的比值(2)除上题涉及的问题外，还有许多其他技术问题需要解决.例如：为了减少列车在高速行驶中的振动，需要把原先的有接缝轨道改为无接缝轨道. 请你再举一例，并简要说明.功、功率参考答案1. D 2 . A 3 . B 4 . AB 5 . B 6 . A7. B 拉绳时，两股绳中的拉力都是 F ,它们都对物体做功，因此其对物体做的功为V=W+VW=Fs cos 0 +Fs =Fs (1+cos 0 )& C 上坡达最大速度时，牵引力F =m@in 0+R ;下坡达最大速度时，牵引力H=F f -m@in 0 .由 题意有：P = (mg in 0+F )V i =(R-m@in 0 ) v 2=Ff V 3(路面略微倾斜，看成F f 相等)解得：VF 2V I V 2/ (V 1+V 2)3t 0 29.75 W 每次空中时间为厶t =— x 60/180 s=0.2 s ,起跳速度V c =g x10 m/s= 15 2 212180m/s ,平均功率为：P=_mv 0W=75 W26010. 0.5 11 . 1.4将每次输送血液等效成一个截面为S,长为 L 的柱体模型，则P W -PS ^ ^V = (1 5 x 104x 8X 10-5) / (60/70 ) W=1.4 Wt t t 1 3 5 1 12 . 一 p S V ; 1 x 10 13 . (1)设山坡倾角为a ,由题设条件得 sin a =一，设汽车在2 20平路上开行和山坡上开行时受到的摩擦力均为F f ，由最大速度时满足的力学条件有：PPF fF f +mg>in aV m1V m2两式相比，得 F f =V m2 Vm1 V m2mg sin8100 10 一 N=1000 N .12 8 20(2) 设汽车在水平路面上以最大速度运行时牵引力为 发动机的功率为 P =Fv m1=FrV m =1000 x 12 W=12 kW(3) 设汽车沿山坡下行过程中达最大速度时牵引力为F ,则F =F f =1000 N ，所以汽车F ',则需满足力学条件PF ' +m§in a 即+mg>in a =F f 所以汽车下坡时的最大速度为V m3214 . (1)列车匀速运动时牵引力 F 与受阻力F f 相等，且F =F f ，而F f =kv ，则P V m3=F f mg sin312 101000 1000 10——m/s=24 m/s丄20P=F • v=k v3，代入v i=120 km/h , V2=40 km/h 可得R/P2=27/1（ 2 ）在轨道（弯道）半径一定的情况下，火车速度越大，所需向心力越大，通过增大弯道半径可以减小向心力．。
易错点11 功和功率(原卷版)-备战2023年高考物理易错题
易错点11 功和功率例题1. （多选）（2022·全国·高考真题）质量为1kg 的物块在水平力F 的作用下由静止开始在水平地面上做直线运动，F 与时间t 的关系如图所示。
已知物块与地面间的动摩擦因数为0.2，重力加速度大小取210m/s =g 。
则（ ）A ．4s 时物块的动能为零B ．6s 时物块回到初始位置C ．3s 时物块的动量为12kg m/s ⋅D ．0~6s 时间内F 对物块所做的功为40J例题2. （多选）（2022·山西吕梁·三模）一质量为m =40 kg 的儿童电动汽车在水平地面上由静止开始做直线运动。
电动汽车的速度与牵引力的功率随时间变化的函数关系图像分别如图甲、乙所示，3 s 末电动汽车牵引力功率达到额定功率，10 s 末电动汽车的速度达到最大值，14 s 时关闭发动机，经过一段时间电动汽车停止运动。
整个过程中电动汽车受到的阻力恒定。
下列说法正确的是（ ）A ．电动汽车最大速度为5 m/sB ．电动汽车受到的阻力为100NC ．关闭发动机后，电动汽车经过5 s 停止运动D ．整个过程中，电动汽车克服阻力做功为3750J一、正、负功的理解和判断条件从动力学角度看从能量角度看正功当0≤α＜π2时，cos α＞0，W＞0力是物体运动的动力力对物体做正功，向物体提供能量，即受力物体获得了能量不做功当α＝π2时，cos α＝0，W＝0力对物体既不起动力作用，也不起阻力作用负功当π2＜α≤π时，cos α＜0，W＜0力是物体运动的阻力物体克服外力做功，向外输出能量(以消耗自身能量为代价)，即负功表示物体失去了能量说明也可根据力和速度方向夹角判断功的正负二、区分平均功率和瞬时功率(1)平均功率：与一段时间相对应①P＝W t；①P ＝F v，其中v为平均速度.(2)瞬时功率：与某一瞬时相对应①当F与v方向相同时，P＝Fv，其中v为瞬时速度；①当F与v夹角为α时，P＝Fv cos α，其中v为瞬时速度.3.P＝Fv中三个量的制约关系定值各量间的关系应用P一定F与v成反比汽车上坡时，要增大牵引力，应换低速挡减小速度v一定F与P成正比汽车上坡时，要使速度不变，应加大油门，增大输出功率，获得较大牵引力F一定v与P成正比汽车在平直高速路上，加大油门增大输出功率，可以提高速度易混点：1.选取不同的参考系时,物体产生的位移可能不同,用公式求出的功就存在不确定性。
电功电功率典型例题
电功电功率典型例题电功、电功率典型例题唯一可靠的真理标准总是自我一致。
土地的价值在于它的肥力和收成；天赋也是土地，但它生产的不是食物，而是真理。
如果它只能孕育冥想和幻想，那么即使是最伟大的天赋也只能是沙子或盐池，它们甚至不能种草。
电功、电功率典型例题1.测试点：正确理解电气工作示例1：一台洗衣机工作0.5h，电流为3.6功×106j，这台洗衣机的功耗是多少例2：小明家里的用电器，例如：1、电灯泡2、洗衣机3、电风扇4、电饭锅5、电熨斗6、日光灯，请你按下列能的转化归类：（1）电能转化为光能______________（2）电能转化为热能______________（3）电能转化为动能______________2.试验地点：电能测量例3：一只家用电能表标有“1500revs／（kwh）”的字样，今只让一台收录机工作，测得电能表转盘转过一周的时间恰为100s，则这台收录机的功率为w。
例4：如图所示，这是小明的电能表在月初和月底的两次读数，那么小明当月的电能消耗，千瓦？H15352消耗的电能是j。
159433.试验地点：电力例5：下列关于申功率的说法正确的是（）a、用电器的电功率越大，它消耗的电能越多b、用电器的电功率越大，它消耗电能越快c、用电器工作时间越长，它的电功率越大d、电器的电能与其功率无关，只与通电时间有关例6：1度电可供“220v,100w”的电灯正常发光()小时。
例7：有一个“220V，5A”电能表，按规定最多可与“22ov，40W”电灯连接：（）a，25；b、 27；c、 28；d、 30人；4、考点：额定功率和实际功率例8：标记为“36V，40W”的电灯正常工作时，通过它的电流为a，电阻为ω，如果连接到电路，通过它的电流为1a，功率为w。
例9：甲、乙用电器上分别标着“220v,15w”、“110v,100w”,它们都在额定电压下工作,则下列说法中正确的是：()a、 a必须减少电器方面的工作；b、 b.使用电器的工作必须快速；c、完成同样的工作所需的时间更少；d、同时，B必须做更少的工作。
中考物理压轴题分析：功和功率
中考物理压轴题分析2019：功和功率著名物理学家费曼说：科学是一种方法，它教导人们：一些事物是怎样被了解的，什么事情是已知的……接下来，让我们一起来了解中考物理压轴题分析2019。
中考物理压轴题分析2019：功和功率1.登楼梯比赛中，小明同学从一楼匀速登上五楼，共用了12s，则他登楼时克服重力做功的功率最接近于A.5WB.50WC.500WD.5000W2.某人骑着一辆普通自行车，在平直公路上以某一速度匀速行驶，若人和车所受的阻力为20N，则通常情况下，骑车人消耗的功率最接近A.1000WB.100WC.5WD.1W3.攀岩运动是从登山运动派生出来的新项目，它集健身、娱乐、竞技于一体，以其独有的登临高处的征服感吸引了众多爱好者(如图).要测量某位游客在攀岩运动中克服重力做功的功率，不需要测量的物理量是()A.游客的质量B.攀岩的高度C.游客的身高D.攀岩所用的时间4.汽车驶上陡坡时，驾驶员通常要进行调换档位操作，以减小汽车的行驶速度.这样做的根本目的是A.省油B.安全C.增大摩擦D.增大爬坡的牵引力5.在粗糙的水平面上，用100N的水平推力使一个重为500N 的物体前进了10m，在此过程中()A.推力做了5000J的功B.推力做了1000J的功C.重力做了5000J的功D.重力做了1000J的功6.关于做功和功率的说法中正确的是A.有力作用在物体上，力—定对物体做功B.在光滑水平面上做匀速直线运动的物体，没有力做功C.物体受到的作用力越大，力对物体做功就越多D.力对物体做功越多，功率就越大7.放学后，一体重为500N的同学背着重40N的书包沿水平路面走了200m，又登上大约10m高的四楼才回到家，则他在回家的过程中对书包所做的功约为A.0JB.400JC.5400JD.8400J8.甲、乙两辆功率相同的汽车，在相同时间内，甲汽车前进了100m，乙汽车前进了150m，则下列说法中正确的是A.甲做的功比乙少，甲的牵引力大B.甲做的功比乙少，乙的牵引力大C.甲、乙做的功一样多，乙的牵引力大D.甲、乙做的功一样多，甲的牵引力大9.如图所示，用10N的水平推力推着重为60N的物体沿水平方向做直线运动。
6.机械能-典型例题-详解
必修二 机械能守恒定律第五章 机械能守恒定律第1课时 功 功率题型探究题型1、恒力做功【例1】质量为m 的物体与水平面间的动摩擦因数为μ，现用与水平面成θ角的力拉物体，使物体沿水平面匀速前进s ，这个力对物体做的功为 （ ） A ．μmgs B ．μmgs ⋅cos θC ．μmgs cos θ/(cos θ+μsin θ)D ．μmgs/(cos θ+μsin θ) 题型2 图像中的功和功率【例2】一质量为m 的物体在水平恒力F 的作用下沿水平面运动，在t 0时刻撤去力F ，其v-t 图象如图所示．已知物体与水平面间的动摩擦因数为μ，则下列关于力F 的大小和力F 做的功W 的大小关系式，正确的是：（ ）A ．F =μmgB ．F =2μmgC ．W =μmgv 0t 0D ．W =32μmgv 0t 0题型3、其他常见力做功 【例3】用铁锤把小铁钉钉入木板，设木板对铁钉的阻力与铁钉进入木板的深度成正比.已知铁锤第一次敲击使铁钉进入木板的深度为d ，接着敲第二锤，如果铁锤第二次敲铁钉时对铁钉做的功与第一次相同，那么，第二次使铁钉进入木板的深度为（ ） A ．(√3−1)d B ．(√2−1)d C ．√5−12d D ．√22d 2.滑轮问题【例4】如图所示，在倾角为30°的斜面上，一条轻绳的端固定在斜面上，绳子跨过连在滑块上的定滑轮，绳子另一端受到一个方向总是竖直向上，大小恒为F =100N 的拉力，使物块沿斜面向上滑行1m （滑轮右边的绳子始终与斜面平行）的过程中，拉力F 做的功是（ ）．A ．100JB ．150JC ．200JD ．条件不足，无法确定题型4 摩擦力做功【例5】如图所示，质量为m 的物体在水平传送带上由静止释放，传送带由电动机带动，始终保持以速度v 匀速运动，物体与传送带间的动摩擦因数为μ，物体在滑下传送带之前能保持与传送带相对静止，对于物体从静止释放到与传送带相对静止这一过程，下列说法中正确的是( )A ．电动机多做的功为12mv 2B ．物体在传送带上的划痕长v 2μgC ．传送带克服摩擦力做的功为12mv 2D ．电动机增加的功率为μmgv 题型5 瞬时功率的计算【例6】一木块静止在光滑的水平面上,将一个大小恒为F 的水平拉力作用在该木块上,经过位移x 时,拉力的瞬时功率为P;若将一个大小恒为2F 的水平拉力作用在该木块上,使该木块由静止开始运动,经过位移x 时,拉力的瞬时功率是（ ）A.√2PB.2PC.2√2PD. 4P 题型6 平均功率的计算【例7】一个质量为m 的木块静止在粗糙的水平面上，木块与水平面间的滑动摩擦力大小为2F 0，某时刻开始受到如图所示的水平拉力的作用，下列说法正确的是（ ）A ．0到t 0时间内，木块的位移大小为 3F 0t 022mB ．t 0时刻合力的功率为8F 02t 0m30F必修二机械能守恒定律C．0到t0时间内，水平拉力做功为2F02t02mD．2t0时刻，木块的速度大小为F0t0m题型7.机动车启动的两种方式的比较【例8】（多选）质量为m的汽车在平直的路面上启动，启动过程的速度—时间图像如图所示，其中OA段为直线，AB段为曲线，B点后为平行于横轴的直线。
功功率典型例题讲解 (1)
功/功率典型例题讲解1.一辆载重卡车连同货物一起的总质量m=4.5×103kg，在F=4.0×103N的牵引力作用下在平直公路上做匀速直线运动，lmin内行驶了900 m取g=10 N/kg，求：(1)卡车连同货物受到重力的大小；(2)卡车受到阻力的大小(3)牵引力做功的功率2.我国“辽宁”号航空母舰满载时的排水量m=6.8×107kg,它以54km/h的速度匀速航行,受到的阻力ƒ=1.0×107N.取海水密度ρ=1.0×103kg/m3,g=10N/kg,求：（1）航行2h通过的路程；（2）航母受到的浮力和排开海水的体积；（3）航母航行2h推进力做的功。
3.小华参加体育中考的跳绳考试时，她在1min内连续跳了150次，获得跳绳项目的满分．已知小华的质量为45kg，每只鞋底与地面的接触面积为150cm2时，跳起时重心升高的平均高度为4cm.g取10N/kg.求：（1）小华站在操场上等待时对地面的压强；（2）小华跳一次所做的功；（3）小华跳绳时的平均功率．4.一辆在水平路面上沿直线匀速行驶的货车，行驶时所受的阻力为车总重的0.1倍，货车（含驾驶员）空载时重为2.5×104 N．(1)求货车空载行驶时所受的阻力大小；(2)求货车以36km／h的速度空载匀速行驶时，10s内货车牵引力做的功；(3)当货车以90kW的额定功率、90km/h的速度匀速行驶时，求货车最多可装载多重的货物．5斜面的长为５m , 高度为１m , 沿斜面方向用１２０Ｎ的力向上把重为５００N的物体从斜面底端拉上斜面, 则拉力做的功是多少Ｊ?6一个重为１００Ｎ的物体, 在水平地面上用３０Ｎ的水平推力使它移动了２m , 那么, （1）推力对物体做的功是多少Ｊ? (２) 重力对物体做的功是多少Ｊ?7小明用500Ｎ的水平拉力拉水平面上重1200Ｎ的箱子, 使箱子从静止慢慢加速到０.５m/s , 且箱子向前运动了２00m , 放手后 , 箱子又向前运动150m , 则小明对箱子做了多少功?8斜面的长为２０m, 高度为５m, 小明沿斜面方向用１8０Ｎ的力向上把重为6００N 的物体从斜面底端拉上斜面, 则:拉力做的功是多少?若小明提着物体从斜面底端走上斜面, 则他对物体做了多少功?9马拉着重是２ⅹ1０4N的车在水平路上前进了４００m, 做了3ⅹ1０6Ｊ的功, 求马的水平拉力是多少?10起重机在２min内把重为３００００Ｎ的物体提升２５m高, 再用２min使物体在水平方向平移３０m, (1)起重机吊物体的钢丝绳所做的功是多少?(2)它的功率是多少?11 一辆汽车的功率是６０kＷ, 在此功率下汽车行驶６km用时５min ,则(1)牵引力做功是多少? (２) 牵引力是多少?(３)若汽车以１５m/s的速度匀速行驶, 此时牵引力又是多少?12. 一辆汽车的功率是４０kＷ, 在此功率下汽车行驶１０min , 则(1)牵引力做功是多少?(2)若汽车以２０m/s的速度匀速行驶, 此时牵引力是多少?。
第一讲功和功率(原卷版+解析)
第一讲 功和功率➢ 知识梳理一、功的概念1．定义：一个物体受到力的作用，如果在力的方向上发生了一段位移，就说这个力对物体做了功。
2．物理意义：功是能量转化的量度。
3．做功的两个必要因素 (1)作用在物体上的力。
(2)物体在力的方向上发生了位移。
4．公式：W ＝Fl cos α。
(1)α是力与位移方向之间的夹角，l 为物体对地的位移。
(2)该公式只适用于恒力做功。
(3)功是标量，功的正负表示对物体做功的力是动力还是阻力。
5．功的正负夹角 功的正负 0≤α<π2力对物体做正功π2<α≤π 力对物体做负功，或者说物体克服这个力做了功α＝π2力对物体不做功6．一对作用力与反作用力的功做功情形图例 备注都做正功一对相互作用力做的总功可正、可负，也可为零都做负功一正一负一为零一为正 一为负7．一对平衡力的功一对平衡力作用在同一个物体上，若物体静止，则两个力都不做功；若物体运动，则这一对力所做的功一定是数值相等、一正一负或都为零。
二、功率1．定义：功W 与完成这些功所用时间t 之比叫作功率。
2．物理意义：描述力对物体做功的快慢。
3．公式(1)P ＝Wt ，P 为时间t 内的平均功率。
(2)P ＝Fv cos α(α为F 与v 的夹角) ①v 为平均速度，则P 为平均功率。
②v 为瞬时速度，则P 为瞬时功率。
4．额定功率机械正常工作时的最大输出功率。
5．实际功率机械实际工作时的功率，要求不大于额定功率。
➢ 知识训练考点一、恒力做功的分析和计算 1．恒力做功的计算方法恒力做功的计算要严格按照公式W ＝Fl cos α进行，应先对物体进行受力分析和运动分析，确定力、位移及力与位移之间的夹角，用W ＝Fl cos α直接求解或利用动能定理求解． 2．合力做功的计算方法方法一：先求合力F 合，再用W 合＝F 合l cos α求功．方法二：先求各个力做的功W 1、W 2、W 3……再利用W 合＝W 1＋W 2＋W 3＋……求合力做的功． 方法三：利用动能定理W 合＝E k2－E k1.例1、如图所示，质量分别为m 1和m 2的两个物体，m 1<m 2，在大小相等的两个力F 1和F 2的作用下沿水平方向向右移动了相同的距离。
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功和功率·典型例题精析
[例题1] 用力将重物竖直提起，先是从静止开始匀加速上升，紧接着匀速上升，如果前后两过程的时间相同，不计空气阻力，则[] A．加速过程中拉力的功一定比匀速过程中拉力的功大
B．匀速过程中拉力的功比加速过程中拉力的功大
C．两过程中拉力的功一样大
D．上述三种情况都有可能
[思路点拨]因重物在竖直方向上仅受两个力作用：重力mg、拉力F．这两个力的相互关系决定了物体在竖直方向上的运动状态．设匀加速提升重物时拉力为F1，重物加速度为a，由牛顿第二定律F1－mg=ma，
匀速提升重物时，设拉力为F2，由平衡条件有F2=mg，匀速直线运动的位移S2=v·t=at2．拉力F2所做的功W2=F2·S2=mgat2．
[解题过程] 比较上述两种情况下拉力F1、F2分别对物体做功的表达式，不难发现：一切取决于加速度a与重力加速度的关系．
因此选项A、B、C的结论均可能出现．故答案应选D．
[小结]由恒力功的定义式W=F·S·cosα可知：恒力对物体做功的多少，只取决于力、位移、力和位移间夹角的大小，而跟物体的运动状态(加速、匀速、减速)无关．在一定的条件下，物体做匀加速运动时力对物体所做的功，可以大于、等于或小于物体做匀速直线运动时该力做的功．
[例题2]质量为M、长为L的长木板，放置在光滑的水平面上，长木板最右端放置一质量为m的小物块，如图8－1所示．现在长木板右端加一水平恒力F，使长木板从小物块底下抽出，小物块与长木板摩擦因数为μ，求把长木板抽出来所做的功．
[思路点拨] 此题为相关联的两物体存在相对运动，进而求功的问题．小物块与长木板是靠一对滑动摩擦力联系在一起的．分别隔离选取研究对象，均选地面为参照系，应用牛顿第二定律及运动学知识，求出木板对地的位移，再根据恒力功的定义式求恒力F的功．
[解题过程] 由F=ma得m与M的各自对地的加速度分别为
设抽出木板所用的时间为t，则m与M在时间t内的位移分别为
所以把长木板从小物块底下抽出来所做的功为
[小结]解决此类问题的关键在于深入分析的基础上，头脑中建立一幅清晰的动态的物理图景，为此要认真画好草图(如图8－2)．在木板与木块发生相对运动的过程中，作用于木块上的滑动摩擦力f为动力，作用于木板上的滑动摩擦力f′为阻力，由于相对运动造成木板的位移恰等于物块在木板
左端离开木板时的位移S m与木板长度L之和，而它们各自的匀加速运动均在相同时间t内完成，再根据恒力功的定义式求出最后结果．
[例题3]如图8－3所示，用恒力F通过光滑的定滑轮，将静止于水平面上的物体从位置A拉到位置B，物体可视为质点，定滑轮距水平面高为h，物体在位置A、B时，细绳与水平面的夹角分别为α和β，求绳的拉力F对物体做的功．
[思路点拨]从题设的条件看，作用于物体上的绳的拉力T，大小与外力F相等，但物体从A运动至B的过程中，拉力T的方向与水平面的夹角由α变为β，显然拉力T为变力．此时恒力功定义式W=F·S·cosα就不适用了．如何化求变力功转而求恒力功就成为解题的关键．由于绳拉物体的变力T对物体所做的功与恒力F拉绳做的功相等，根据力对空间积累效应的等效替代便可求出绳的拉力对物体做的功．
[解题过程]设物体在位置A时，滑轮左侧绳长为l1，当物体被绳拉至位置B时，绳长变为l2，因此物体由A到B，绳长的变化量
又因T=F，则绳的拉力T对物体做的功
[小结]如何由求变力功转化为求恒力功，即实现由变到不变的转化，本题采用了等效法，即将恒定拉力F作用点的位移与拉力F的乘积替代绳的拉力对物体做功．这种解题的思路和方法应予以高度重视．
[例题4]汽车发动机的功率为60 kW，汽车的质量为4 t，当它行驶在坡度为0.02的长直公路上时，如图8－4，所受阻力为车重的0.1倍(g＝10 m/s2)，求：
(1)汽车所能达到的最大速度v m=？
(2)若汽车从静止开始以0.6 m/s2的加速度做匀加速直线运动，则此过程能维持多长时间？
(3)当汽车匀加速行驶的速度达到最大值时，汽车做功多少？
(4)在10 s末汽车的即时功率为多大？
[思路点拨]由P=F·v可知，汽车在额定功率下行驶，牵引力与速度成反比．当汽车的牵引力与阻力(包括爬坡时克服下滑力)相等时，速度达最大．只有当汽车牵引力不变时，汽车才能匀加速行驶，当F·v=P额时，匀加速运动即告结束，可由W=F·S求出这一阶段汽车做的功．当10 s末时，若汽车仍在匀加速运动，即可由P t=F·v t求发动机的即时功率．[解题过程] (1)汽车在坡路上行驶，所受阻力由两部分构成，即
f＝Kmg＋mgsinα=4000＋800=4800 N．
又因为F＝f时，P=f·v m，所以
(2)汽车从静止开始，以a=0.6 m/s2，匀加速行驶，由F＝ma，有F′－f －mgsinα＝ma．所以
F′＝ma＋Kmg＋mgsinα＝4×103×0.6＋4800＝7.2×103 N．
保持这一牵引力，汽车可达到匀加速行驶的最大速度v′m，有
由运动学规律可以求出匀加速行驶的时间与位移
(3)由W=F·S可求出汽车在匀加速阶段行驶时做功为
W＝F·S＝7.2×103×57.82=4.16×105J．
(4)当t＝10 s＜13.9 s，说明汽车在10 s末时仍做匀加速行驶，则汽车的即时功率
P t＝F·v t＝F·a·t＝7.2×103×0.6×10＝43.2 kW．[小结]本题为功和功率概念应用于汽车运动过程中的综合题．注意汽车匀加速行驶的特征：牵引力为恒力，发动机输出功率与即时功率逐渐呈线性增大．当输出功率达到额定功率可作为匀加速运动结束的判
以v m收尾匀速行驶．。